BIO biorhythmen

BIO biorhythmen-arbeit
1.
biorhythmus erklären
2.
chronobiologie
3.
mond
4.
einfluss mond
insgesamt 8 seiten
formatiert+inhaltsverzeichnis
referat+optische hilfen
Chronobiologie:
Die Chronobiologie beschreibt und erforscht die Zeitstruktur von Lebewesen, von
Einzellern
und
komplexeren
Organismen,
von
Populationen
und
und
Ökosystemen. Der Aufbau von Struktur und Funktion der Lebewesen vollzieht in
einem präzisen zeitl. Raster periodisch sich wiederholender Vorgänge oder
physiologischer Rhythmen (-> Biorhythmik). Oszillationen können auf alle
Organisationsstufen des Lebens beobachtet werden und scheinen eine
grundlegende Eigenschaft allen Lebens zu sein. Der Funktionszustand von
Einzellern oder Geweben, die Aktivität von Enzymen, die Wirkung von Hormonen,
die Tätigkeit von Organen oder physiologischen Systemen, wie Photosynthese,
Atmung oder Kreislauf, die Ansprechbarkeit auf Gifte und Mediakmente sowie die
physische und psychische Leistungsfähigkeit sind zeitlichen Veränderungen
unterworfen, die sich mit einer bestimmten Periodik wiederholen. Ziel der
Chronobiologie ist die Erforschung der Ursachen und der praktischen Bedeutung
der zeitlichen Organisation von Lebewesen.
Das Spektrum von biologischen Rhythmen reicht vom Millisekunden-Bereich über
Stunden und Tage bis zu Monaten und Jahren. Im wesentlichen zeigen zyklische
biologische
Prozesse und
Funktionen
eine
Periodik, die
synchron
mit
periodischen Schwankungen von Außenfaktoren läuft.
Tag- Nacht- Rhythmus
24,0 Stunden
Gezeitenperiodik
12,4 Stunden
Lundiane Periodik
24,8 Stunden
Semilunare Periodik
14,7 Tage
Lunare Periodik
29,5 Tage
Annuelle Periodik
365 Tage
Besonders
wirksam
sind
geophysikalische
Zyklen,
die
aus
den
Relativbewegungen von Sonne, Mond und Erde resultieren, wie der Wechsel von
Tag und Nacht, der Gezeitenwechsel und der Mondwechsel oder der Wechsel
der Jahreszeiten. Die Organismen folgen nicht passiv den Umweltzyklen, sondern
haben im Laufe der Evolution entsprechend der Außenrhythmik endogene
Rhythmen
entwickelt.
Rhythmisches
Verhalten
biologischer
Systeme
ist
systemimmanent
und
war
offenbar
von
großem
Selektionsvorteil.
Die
Biorhythmen erlauben es den Organismen es den Organismen, sich an
geophysikalische Periodizitäten anzupassen, sich in Populationen zu koordinieren
und ihre interne Zeitstruktur durch Synchronisation mit den Außenzyklen zu
stabilisieren.
Biorhythmus:
Biorhythmen sind regelmäßig wiederkehrende Zustände und Veränderungen des
Organismus.
Biorhythmen des menschlichen Organismus:

Tag- und Nacht Rhythmus

Menstruationszyklus

Jahresrhythmus
Endogene Rhythmen:
Bei
den
Versuchen
zur
Fortdauer
biologischer
Rhythmen
unter
Laborbedingungen konnte man eine besonders wichtige Beobachtung machen.
Ich möchte das am Beispiel der Meeresassel (Exicirolana chiltoni). Bei Versuchen
unter konstanten Laborbedingungen behielt diese Assel über eine Zeit von 2
Monaten ihren tidalen Rhythmus der Schwimmaktivität bei. Anfangs verliefen die
beiden täglichen Maxima der Schwimmaktivität noch parallel zu den Flutwellen an
der Küste, mit der Zeit aber drifteten die Phasen beider Zyklen auseinander. Nach
etwa 2 Monaten waren die Aktivitätsmaxima um 5-6 Stunden hinter der den
entsprechenden Phasen des Gezeitenrhythmus zurückgefallen.
So gesehen, war die durchschnittliche Periodik des Rhythmus im Labor mit etwa
24 Std. 55 min circa 5-6 min länger als die durchschnittliche Periode der Gzeiten
mit 24 Std. 50 min. Der Gezeitenrhythmus der Assel wird noch überlagert von
einem lunaren Rhythmus, für dessen Periode sich unter Laborbedingungen Werte
von 26-88 Tage ergaben.
Die einfachste Interpretation dieser Beobachtung wäre, eine endogene,
selbsterregte Rhythmik zu vermuten, die unter konstanten Bedingungen mit der
ihr eigenen Periode oder Spontanfrequenz weiterschwingt, durch periodisch
einwirkende Außenfaktoren, die als Zeitgeber wirken, jedoch mit den Vorgängen
ihrer Umgebung synchronisiert wird.
Exogene Rhythmen:
Am Beispiel Tulpe:
Die Tulpe beispielsweise öffnet und schließt täglich ihre Blüten. Hält man sie im
Labor unter Temperaturkonstanz, so unterbleibt dieser Bewegungsrhythmus. Das
Wärmer- und Kälterwerden wirkt hier also als exogener Faktor für das Öffnen und
Schließen der Tulpenblüte.
Beispiel Seeanemone:
Wird die Seeanemone im Labor unter Wasser, lässt sich die Entfaltung ihrer
Tentakeln durch das Licht steuern. Gibt man 12 Std. Licht und dann eine
gleichlange Zeit Dunkelheit, strecken sich die Tiere mit ihren Tentakeln 12 im
Licht lang aus und ziehen sich in der Dunkelheit zusammen. Wechselt man alle 2
Std. von Hell zu Dunkel, wechselt auch die Anemone alle 2 Std. zwischen
Entfaltung und Zusammengezogensein.
Unter dem Gesichtspunkt der Wechselwirkung zwischen Organismus und
Umwelt lassen sich die biologischen Rhythmen also in 3 Gruppen einteilen:
Exogene Rhythmen werden ausschließlich von Umweltperiodizitäten
gesteuert.
Exogen-endogene
Rhythmen
sind
vom
Organismus
selbst
hervorgebrachte und auch unter konstanten Umgebungsbedingungen
andauernde
Rhythmen,
deren
Periode
durch
Umweltreize
mit
Umweltdauer von ähnlicher Dauer synchronisiert werden können.
Endogene Rhythmen werden spontan vom Organismus selbst
hervorgebracht und weisen keine unmittelbaren Beziehungen zu
Umweltperiodizitäten auf.
Mond:
Der Mond ist in seiner Umlaufbahn 384400 km von der Erde entfernt. Er hat einen
Durchmesser von 3.476 km und seine Masse beträgt 7,35·1022 kg.
Da der Mond einmal im Monat um die Erde kreist, verändert sich ständig der
Winkel zwischen der Erde, dem Mond und der Sonne; man sieht das an den
Zyklen der Mondphasen. Die Zeit zwischen zwei auf einander folgenden
Neumondphasen beträgt 29,5 Tage (709 Stunden). Betrachtet man den Mond
länger, kann man erkennen, dass stets die gleiche Seite der Erde zugewandt
ist. Der Mond dreht sich bei jedem Umlauf auch einmal um seine eigene Achse.
Die Rückseite ist nur von einem Raumschiff aus zu sehen.
Der Mond besitzt keine Atmosphäre. Aber Anhaltspunkte, geliefert von
Clementine ( Raumfahrzeug, mit dem man 1994 den Mond erforschte ) legen
nahe, dass in manchen tiefen Kratern in Nähe des Südpols des Mondes, die
ständig beschattet werden, Wassereis vorkommt. Desgleichen gibt es Eis am
Nordpol.
Der Mond
besitzt
kein
umfassendes Magnetfeld, aber ein
Teil des
Mondgesteins deutet ein verbliebenes Magnetfeld an, das anzeigt, daß es in der
Frühgeschichte des Mondes vielleicht ein Magnetfeld gegeben haben könnte.
Auswirkungen des Mondes auf die Erde:
DIE GEZEITEN: Die Hauptursache für die Gezeiten ist der Mond. Er übt eine
große Anziehungskraft auf die ihm zugewandte Seite des Wasser aus. Dieses
steigt über seinen Normalzustand hinaus ( die Flut ). Die gegenüberliegende
Seite bekommt dies auch zu spüren- auch dort haben wir Flut. In den
dazwischenliegenden Bereichen haben wir Ebbe.
Auch die Sonne ist für Ebbe und Flut zuständig, jedoch nicht so extrem wie der
Mond.
Stehen Mond und Sonne in einer geraden Linie und die Erde dazwischen, so ist
die Flut zwei Mal so hoch wie sonst, und die Ebbe zwei mal so tief wie üblich (
dies nennt man Springtide ).
Wenn Mond und Sonne jedoch im rechten Winkel zueinander stehen ( die Erde
geanu in der Achse ) so ist die Flut niedriger und die Ebbe höher. Dieses
Phänomen nennt man Nipptide.
Als Folge der Gezeiten haben viele Lebewesen die im oder am Meer wohnen
ihren Rhythmus dem Gezeitenrhythmus = Lunare Rhythmus angepasst. Ich
möchte einen kurzen Überblick über diese Organismen geben.
Muscheln:
Im Norden Europas sind die Herzmuschel ( Cardium edule), die Miesmuschel (
Mytilus edulis) und die Sandklaffmuschel (Mya arenaria) am häufigsten
anzutreffen.
Der lunare Rhythmus der Mies- und Sandklaffmuschel
zeigt sich in ihrem
Fortpflanzungsverhalten, die mikroskopisch kleinen Larven werden am häufigsten
bei Vollmond ins Hochwasser ausgestoßen, am seltensten bei Neumond.
Bei der Herzmuschel spiegelt sich die lunare Gezeitenrhythmik in ihrer gerippten
Schale wider. Unter Mikroskop lassen sich die einzelnen Zuwachsbande
analysieren und für eine bestimmte Lebensphase der Muschel gilt dass sich die
Springtiden und Nipptiden im regelmäßigen Wechsel von dickeren und dünneren
Zuwachsbanden widerspiegelt.
Die Große und Kleine Pilgermuschel tragen am Mantelsaum eine Reihe vieler
kleiner Augen, mit welchem sie sich im Lichtraum orientiert. Das Licht ist also
mitentscheidend für die Fortpflanzungszyklen. Vom beginnenden Frühjahr bis
Sommer laichen diese Tiere monatsrhythmisch vor allem, wenn der Mond das
Licht der Sonne im vollen Umfang reflektiert.
Die Auster allerdings zeigt einen semilunaren Rhythmus des Laichens, das heißt
sie laicht bevorzugt an Voll- als auch an Neumond, das aber nur in der Zeit von
Juni bis August.
Lundiane Rhythmik:
Das ist die Mondtages-Rhythmik, der der Blasentang (Fucus spec.) und die
Netzreusenschnecke (Nassarius obsoletus) folgen. Beide zeigen Tag für Tag ihre
stärkste Atmungsaktivität dann, wenn der Mond, egal in welcher Phase er steht,
im Westen „untergeht“, während bei Mondaufgang die Atmung am schwächsten
wird.
Mücke Clunio:
Die Wattmücke Clunio marinus lebt ausschließlich an felsigen Küsten in Europa
vom Mittelmeerraum bis hinauf zum Norden Norwegens.
Ihre Larven leben mindestens 2 Monate unter Wasser in Algenpolstern jener
Felsbänke, die zur Springzeit, also nur etwa alle 15 Tage, zweimal am Tag für
wenige Stunden bei Niedrigwasser „trockenfallen“. Die Puppenruhe dauert 3-5
Tage, dann schlüpfen die Mücken, um nur wenige Stunden zu leben. Ohne
Nahrung aufzunehmen, vollziehen sie die Begattung, sofort danach legt das
Weibchen eine Eischnur mit 40-80 Eiern ab und stirbt sofort. Die Männchen
sterben auch bald darauf, im Extrem überleben sie die Weibchen um 6-12
Stunden. Die ausgereiften Insekten erscheinen nur im Sommerhalbjahr. Das
Schlüpfen und Schwärmen der Imagines findet in diesem Abschnitt des Jahres
aber nur zu Zeiten des tiefsten nachmittäglichen Niedrigwassers während der
Springtiden statt, kurz nach Voll- und Neumond. Der Lebensraum ist dann vom
Meerwasser freigegeben, wodurch ideale Bedingungen für ein luftatmendes und
fliegendes Insekt gegeben sind. Der Zeitpunkt der Verpuppung muss also im
halbmonatlichen Abstand abgestimmt auf die Springtiden erfolgen, so dass adulte
Tiere während dieser Tage, zusätzlich abgestimmt auf den Tagesrhythmus,
jeweils in der Zeit des nachmittäglichen Niedrigwassers schlüpfen können.
Jahreszeitlicher, semilunarer und Tag-Nacht-Rhythmus sind für dieses Tier
maßgebend.
Palolo:
Der Palolo (Eunice viridis) ist ein Meeresringelwurm aus der weiteren
Verwandtschaft unseres Regenwurms. Die Männchen sind von orangegelber, die
Weibchen von blaugrüner Farbe. Der ganze Wurm wird bis zu 60 cm lang und
lebt dicht unterhalb der Gezeitenzone in Löchern und sonstigen Hohlräumen der
Korallenriffe aus Porites-Korallen im Südpazifik.
Zum Oktober hin, dem Frühling auf der Südhalbkugel, wachsen den Würmern in
großer Zahl zusätzliche hintere Leibesglieder, die sich mit Keimzellen füllen. Bei
den Weibchen sind dies die blaugrünen-blauen Eizellen, bei den Männchen die
gelb-orangegelben Samenzellen. Diesen, die halbe Wurmlänge ausmachenden
Teil nennt man den epitoken Wurmteil gegenüber dem keimzellenleeren atoken
vorderen Wurmteil.
In völliger Abstimmung mit dem Jahres-, Monats- und Tagesrhythmus reißen sich
an den „Palolotagen“ die etwa 40 cm langen, epitoken, kopflosen Enden durch
heftige Eigenbewegung vom atoken, in den Korallenstöcken verbleibenden,
bekopften Wurm ab und Schwärmen, dem Licht nach, aktiv schlängelnd an die
Wasseroberfläche.
Glossar:
Oszillation:
Eine Oszillation stammt vom lateinischen Verb für schaukeln
(oszillare) ab. Dieses Schaukeln ist eine Beschreibung für sich
periodisch wiederholende Vorgänge.
Endogene Rhythmik:
endogen ( griech.: im Inneren)
Die endogene Rhythmik ist die innere Uhr des Körpers.
atok: griech.: nicht gebärend, nicht erzeugend
QUELLEN:
Herders Biologielexikon
Wikipedia
Biologie des Mondes, Endres/ Schad